伺服电机嵌入式位置检测方法及误差补偿

1

作者 郑方燕 徐浩杰 袁彬斐 《光学精密工程》 北大核心 2025年第2期236-246,共11页

针对基于时栅技术的伺服电机位置检测理论中因电机定子开槽导致两空间正交放置的TMR输出信号幅值不等,影响测量精度问题,结合电机内部定子的结构特征,提出一种伺服电机位置检测新方法,将一对传感测头,对称分布于定子齿对称轴的两边且正... 针对基于时栅技术的伺服电机位置检测理论中因电机定子开槽导致两空间正交放置的TMR输出信号幅值不等,影响测量精度问题,结合电机内部定子的结构特征,提出一种伺服电机位置检测新方法,将一对传感测头,对称分布于定子齿对称轴的两边且正交放置,以实现输出信号幅值相等。针对因伺服电机定子绕组产生的磁场谐波分量影响测量精度问题,采用间隔(2n+1)λi/2 (n=0,1,…,n)角度,布置另一对对称分布且正交的传感测头,再利用波形重构方法消除对应的i次谐波分量,同时保证信号幅值相等、相位正交的方式,实现精度提升。通过仿真验证了新的传感结构和误差补偿方法的有效性。实验结果表明,与单对测头、仅满足空间正交条件相比较,对称结构传感方式输出的信号幅值相等,经补偿后感应信号中主要含有的三次谐波分量减小了73.8%,测量精度提高了6倍。表明该方法在伺服电机位置检测精度提升方面具有明显优势。 展开更多

关键词 伺服电机 时栅技术 位置检测 误差补偿 波形重构

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伺服电动机广义增量式编码器位置检测装置设计 被引量：3

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作者 董海涛 姚作芳 +1 位作者 黄伟诚 覃文石 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第10期5-9,共5页

为了精确检测伺服电动机中各种增量式编码器的实时位置,提出一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)与Qt平台的广义增量式编码器位置检测方法,并研发了伺服电动机广义增量式编码器位置检测装置。根据增量式编码器输出信号特点,设计了CPLD嵌... 为了精确检测伺服电动机中各种增量式编码器的实时位置,提出一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)与Qt平台的广义增量式编码器位置检测方法,并研发了伺服电动机广义增量式编码器位置检测装置。根据增量式编码器输出信号特点,设计了CPLD嵌入式系统接口时序电路,通过ModelSim对系统进行时序验证;基于Qt平台开发了上位机软件,通过通用串行总线(USB)转串口处理CPLD发送编码器位置信息并对位置信息进行可视化显示。实验结果表明,设计的广义增量式编码器位置检测装置能准确获取各种增量式编码器实时位置并实现友好人机交互。 展开更多

关键词 增量式编码器 伺服电动机 位置检测 嵌入式系统 上位机

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一种基于电感测量的永磁交流伺服系统位置检测新方法 被引量：3

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作者 吴凯 郭宏 汪国梁 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第6期22-25,共4页

研究了一种永磁交流伺服系统的新型位置检测方法．该系统没有安装附加的位置传感器，而是采用了一种特殊的永磁交流伺服电机，在其内部装有４个位置传感线圈，通过检测传感线圈的电感量就可以得到以模拟量表示的转子位置角．将此模拟位... 研究了一种永磁交流伺服系统的新型位置检测方法．该系统没有安装附加的位置传感器，而是采用了一种特殊的永磁交流伺服电机，在其内部装有４个位置传感线圈，通过检测传感线圈的电感量就可以得到以模拟量表示的转子位置角．将此模拟位置信号通过由高速Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ和ＣＰＵ组成的轴角／数字编码器（ＲＤＣ）及其它电路，进行八卦限鉴幅、查表和换向分频等处理，就得到了以数字量表示的位置信号及逆变器工作所需的电流参考信号． 展开更多

关键词 永磁交流电机 伺服系统 位置检测 电感测量

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基于磁编码器的伺服电机速度及位置观测器设计 被引量：30

4

作者 吴忠 吕绪明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期82-87,共6页

磁编码器是一种基于磁阻效应或霍尔效应的轴角传感器,输出信号是转子角位置的正余弦函数。为获取转子角位置和角速度信息,设计了一种基于状态观测器的磁编码器解调算法。理论分析表明,当伺服电机匀速旋转时,基于二阶和三阶状态观测器的... 磁编码器是一种基于磁阻效应或霍尔效应的轴角传感器,输出信号是转子角位置的正余弦函数。为获取转子角位置和角速度信息,设计了一种基于状态观测器的磁编码器解调算法。理论分析表明,当伺服电机匀速旋转时,基于二阶和三阶状态观测器的解调算法误差均可渐近收敛至零;当伺服电机匀加速或匀减速旋转时,前者存在原理性偏差,而后者解调误差依然可以渐近收敛至零。与反正切法相比,该算法不需通过数值差分即可获得角速度信息,具有较强的干扰抑制能力。与基于锁相环的角度跟踪法相比,该算法考虑了电机的转速变化,角位置和角速度解算精度较高。实验结果表明,该解调算法是可行的。 展开更多

关键词 伺服电机 磁编码器 状态观测器 位置检测

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一种低成本的线性霍尔位置检测方法研究 被引量：13

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作者 刘晓 叶云岳 +1 位作者 郑灼 卢琴芬 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1204-1207,共4页

为降低直线伺服系统的成本,提出了利用两个安装位置相差90°电角度的低成本线性霍尔元件检测电机位置的方法,对霍尔元件的安装位置进行了研究.采用有限元法对有铁芯和无铁芯两种结构的圆筒型永磁直线电机的气隙磁场进行了分析,通过... 为降低直线伺服系统的成本,提出了利用两个安装位置相差90°电角度的低成本线性霍尔元件检测电机位置的方法,对霍尔元件的安装位置进行了研究.采用有限元法对有铁芯和无铁芯两种结构的圆筒型永磁直线电机的气隙磁场进行了分析,通过对两个分析结果的比较,确定了铁芯影响气隙磁场的区域范围,分析了霍尔元件安装位置对电机位置检测精度的影响.在不同的霍尔元件安装位置条件下,进行了电机位置检测实验,实验结果与有限元分析结果吻合,确定了霍尔元件合适的安装位置.研究结果表明,通过选择合适的霍尔元件安装位置,可以提高该位置检测方法的检测精度. 展开更多

关键词 永磁直线同步电机 线性霍尔元件 位置检测

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交流伺服电机动态定位系统基于高速终端反馈的改进 被引量：5

6

作者 项占琴 李瑞忠 《工程设计学报》 CSCD 2004年第4期201-204,共4页

介绍了交流伺服电机定位系统静态定位工作原理,提出了在动态定位时遇到的精度不足的问题.在对动态精度问题产生原因进行分析的基础上,给出了一种基于高速终端反馈的解决办法.

关键词 交流伺服电机 动态定位精度 终端反馈

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一种新型无需外配位置传感器交流伺服电动机的研究 被引量：2

7

作者 郭宏 王宗培 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第4期11-15,30,共6页

详细研究了一种新型无需外配位置传感器、少槽交流伺服电动机的原理和设计特点。确定了这种交流伺服电动机的有效齿极配合关系、最佳斜槽角度以及位置检测环节的最大原理性测角误差；给出了转子极宽和定子齿宽的确定原则。

关键词 交流伺服电动机 位置传感器 设计 电动机

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基于小波变换的伺服电机位置检测误差修正方法 被引量：4

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作者 彭东林 唐渐鸿 +1 位作者 王淑娴 张准 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2019年第5期53-58,共6页

针对基于时栅技术的伺服电机嵌入式位置检测过程中存在因机械安装不理想而导致的电机转轴与检测元件安装轴不同心、一对检测元件不位于同一圆水平面以及空间位置不正交等因素引入测量误差使检测精度降低的问题,提出一种基于小波变换的... 针对基于时栅技术的伺服电机嵌入式位置检测过程中存在因机械安装不理想而导致的电机转轴与检测元件安装轴不同心、一对检测元件不位于同一圆水平面以及空间位置不正交等因素引入测量误差使检测精度降低的问题,提出一种基于小波变换的伺服电机嵌入式位置检测误差修正方法。该方法通过对低转速下得到的原始误差数据进行小波分解得到近似系数和细节系数,进而对其进行插值处理并重构得到实时转速下的插值点误差值从而实现误差修正。最后搭建了伺服电机位置动态检测实验系统,借助Matlab软件对基于小波变换的伺服电机位置检测误差修正方法进行测试。经实验测试:测量精度从±1.8°提高到了±30′,精度提高近3.6倍。该结果证明了此方法有效地提高了伺服电机嵌入式位置检测精度。 展开更多

关键词 伺服电机 位置检测 标定 误差修正 小波变换

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基于模糊神经网络的冗余度变几何桁架机器人位置控制 被引量：1

9

作者 雷勇 徐礼钜 吴江 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期40-44,共5页

应用模糊神经网络 (FNN)对机器人逆动力学模型进行辨识 ,求解了冗余度四面体变几何桁架 (TT -VGT)机器人的逆动力学问题 ,并在交流伺服电动机驱动的四重四面体变几何桁架机器人上进行了位置控制。控制结果表明 ,该方法控制误差较小 ,收... 应用模糊神经网络 (FNN)对机器人逆动力学模型进行辨识 ,求解了冗余度四面体变几何桁架 (TT -VGT)机器人的逆动力学问题 ,并在交流伺服电动机驱动的四重四面体变几何桁架机器人上进行了位置控制。控制结果表明 ,该方法控制误差较小 ,收敛速度快。 展开更多

关键词 逆动力学 交流伺服电动机 变几何桁架 模糊神经网络 机器人 位置控制冗余度

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微加工中心交流伺服定位控制技术

10

作者 黄菊生 刘军安 刘玉松 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2010年第2期58-61,共4页

讨论了微加工中心交流伺服位置定位控制技术,介绍了微加工中心的系统组成、Y轴伺服位置控制接口、伺服驱动器参数设置及伺服驱动控制方法,阐述了交流伺服位置控制的点动控制、自动回原位控制和位置定位控制的设计方法。实际运行表明按... 讨论了微加工中心交流伺服位置定位控制技术,介绍了微加工中心的系统组成、Y轴伺服位置控制接口、伺服驱动器参数设置及伺服驱动控制方法,阐述了交流伺服位置控制的点动控制、自动回原位控制和位置定位控制的设计方法。实际运行表明按此设计的交流伺服位置控制系统控制方法简单、运行平稳、响应速度快、定位精度高,能满足微加工中心各种位置定位控制的需要。 展开更多

关键词 微加工中心 交流伺服电动机 可编程控制器 定位控制

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具有位置检测功能的新型交流伺服电机研究 被引量：7

11

作者 王淑娴 吴治峄 +4 位作者 彭东林 李维诗 张旭云 张天恒 刘世友 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第22期6692-6700,共9页

随着全数字式控制系统的出现,交流伺服电机凭借效率高、结构简单的优点,在国防、工农业生产和日常生活中得到广泛应用。交流伺服电机的精确定位控制离不开准确的转子位置信息检测。由于外置位置传感器的位置检测方法存在体积大、成本高... 随着全数字式控制系统的出现,交流伺服电机凭借效率高、结构简单的优点,在国防、工农业生产和日常生活中得到广泛应用。交流伺服电机的精确定位控制离不开准确的转子位置信息检测。由于外置位置传感器的位置检测方法存在体积大、成本高、安装不便等缺点,以及无传感器检测方法存在参数不稳定、实现较为复杂等问题,提出将隧道磁阻(tunnel magnetoresistance,TMR)效应和时栅技术结合,在不破坏电机原有结构的前提下,将检测部件嵌入到电机内部实现交流伺服电机的位置检测功能。以永磁伺服电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)为例,通过进行仿真设计分析与样机实验,验证了该方法的可行性且具有1.8°的测量精度。该嵌入式位置检测方法克服了现有检测方法的缺陷,为电机位置检测提供了新的手段。 展开更多

关键词 位置检测 嵌入式 交流伺服电机 永磁伺服电机 时栅 隧道磁阻

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伺服电机位置检测技术综述 被引量：24

12

作者 王淑娴 彭东林 +1 位作者 吴治峄 唐渐鸿 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期143-153,共11页

伺服电机的控制离不开精确的转子位置信息,位置检测装置及传感技术的精度将直接影响伺服系统的整体性能。首先简要概述了伺服电机的分类以及对位置检测的技术要求,然后分别介绍了在现代伺服系统中常见的外置位置传感器、无位置传感技术... 伺服电机的控制离不开精确的转子位置信息,位置检测装置及传感技术的精度将直接影响伺服系统的整体性能。首先简要概述了伺服电机的分类以及对位置检测的技术要求,然后分别介绍了在现代伺服系统中常见的外置位置传感器、无位置传感技术、准无位置传感技术以及新发展的嵌入式位置检测4种位置检测技术,并对比总结了各位置检测技术的特点及应用适用性。最后根据伺服系统智能化、集成化等发展趋势,对伺服电机位置检测技术进行总结和展望。 展开更多

关键词 位置检测 伺服电机 无位置传感 准无位置传感 嵌入式检测

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永磁伺服电机嵌入式位置检测理论及误差分析 被引量：8

13

作者 王淑娴 吴治峄 +2 位作者 彭东林 李维诗 彭凯 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2547-2554,共8页

针对现有的永磁伺服电机位置传感器存在成本高、体积大的缺点和新兴的无传感器技术计算复杂及依赖电机参数的不可靠性问题,提出了绕制时栅线圈检测电机转动位置的方法,但由于绕制时栅线圈检测的方法存在获取信号复杂、测量稳定性差以及... 针对现有的永磁伺服电机位置传感器存在成本高、体积大的缺点和新兴的无传感器技术计算复杂及依赖电机参数的不可靠性问题,提出了绕制时栅线圈检测电机转动位置的方法,但由于绕制时栅线圈检测的方法存在获取信号复杂、测量稳定性差以及线圈绕制不均匀增加误差的缺点,在此基础上,提出了一种基于隧道磁阻效应(TMR)和时栅技术的永磁伺服电机嵌入式位置检测新方法。在原理分析的基础上,根据行波表达式的理论推导,分析了单路和双路驻波幅值不相等所导致的误差规律,为检测结构的优化和进一步提高测量精度奠定基础。最后通过实验,验证了嵌入式位置检测理论分析的正确性以及检测方案的优越性,所提出方法的检测精度较绕制时栅线圈的检测方法提高了3倍,稳定性提高了5倍。 展开更多

关键词 永磁伺服电机 时栅 位置检测 隧道磁阻效应 嵌入式

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基于PLC和伺服电机的精密定位技术研究 被引量：8

14

作者 龙国煊 王仲 杨纯 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第12期64-66,共3页

针对擒纵轮视觉检测仪中对平面阵列点精确定位的实际需求,采用PLC和交流伺服电机实现了一种低速、高定位精度、低成本的二维运动控制,工作台定位精度达到微米量级。结合视觉检测特点,以视觉参考特征点,代替传统零点校正方法,实现检测仪... 针对擒纵轮视觉检测仪中对平面阵列点精确定位的实际需求,采用PLC和交流伺服电机实现了一种低速、高定位精度、低成本的二维运动控制,工作台定位精度达到微米量级。结合视觉检测特点,以视觉参考特征点,代替传统零点校正方法,实现检测仪自动零点校正。该仪器已运行于工业现场。 展开更多

关键词 精密定位 可编程序逻辑控制器 视觉检测 交流伺服电机 零点校正

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伺服控制系统在缝纫机中的应用 被引量：5

15

作者 章肖明 傅蓉浣 《机电工程》 CAS 2006年第8期61-62,共2页

采用全数字技术实现对交流永磁同步电机的伺服控制,并将此项技术应用于工业缝纫机领域。实践证明,使用该项技术可使传统缝纫机达到节能,提高工效的目的。

关键词 伺服控制 交流永磁同步电机 速度 位置

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Xenus交流驱动器的调试及应用

16

作者 翟昭斌 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2014年第S1期189-192,共4页

随着交流电机在自动控制系统中的广泛应用,与之相关的交流驱动器种类繁多,适用于不同的控制领域。Copley公司生产的交流驱动器是一款功能齐全,使用方便,调试简单,易于控制,适用范围广泛的产品。主要介绍Xenus驱动器的特点、功能,以及在... 随着交流电机在自动控制系统中的广泛应用,与之相关的交流驱动器种类繁多,适用于不同的控制领域。Copley公司生产的交流驱动器是一款功能齐全,使用方便,调试简单,易于控制,适用范围广泛的产品。主要介绍Xenus驱动器的特点、功能,以及在某随动系统中的具体应用。 展开更多

关键词 交流驱动器 交流电机 伺服系统 速度环 位置环

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交流永磁同步系统的自抗扰控制研究

17

作者 易健 《机床与液压》 北大核心 2008年第8期301-303,共3页

为了提高控制系统的鲁棒性,给出了交流永磁电机的速度环自抗扰控制方案。该控制方案不需要精确电机参数就可以实现扰动补偿,控制器的设计也不需要建立电机和负载的精确数学模型。自抗扰控制器利用其内部的扩张状态观测器可以估计出系统... 为了提高控制系统的鲁棒性,给出了交流永磁电机的速度环自抗扰控制方案。该控制方案不需要精确电机参数就可以实现扰动补偿,控制器的设计也不需要建立电机和负载的精确数学模型。自抗扰控制器利用其内部的扩张状态观测器可以估计出系统的内外扰动,据此将电机等效为由一个非线性系统构成的串联对象,设计出一阶自抗扰控制器实现对电机的转速控制。实验结果表明,自抗扰控制器对电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性,控制系统具有优良的动态性能。 展开更多

关键词 自抗扰控制器 交流永磁伺服电机 抗扰性 鲁棒性

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